C语言使用mutex同步线程时线程打印的int值乱序重复问题求助

• 所有线程共享了同一个struct thread_data结构体实例：你在循环中反复修改同一个thread_array->offset的值，而线程创建后不会立刻执行入口函数，等到子线程读取offset时，主线程可能已经将该值覆盖为后续循环的i值，最终出现重复、异常的数值
• 互斥锁使用逻辑错误：你仅在子线程打印时加锁，完全没有覆盖「主线程写offset」和「子线程读offset」的竞争区间，加锁无法解决参数传递的竞争问题
• 代码存在其他基础错误：scanf("%d",workers)缺少取地址符&，会导致非法内存访问；malloc申请了1亿字节的无用空间，且没有按结构体数组下标分配独立的参数实例，未定义线程ID数组thread就直接使用

1. 为每个线程分配独立的struct thread_data实例，避免多个线程共享同一块参数内存
2. 修正scanf传参、内存分配、变量未定义等基础错误
3. 如果需要严格按1、2、3...的顺序打印输出，仅靠互斥锁无法实现（操作系统的线程调度顺序是随机的），需要额外加条件变量等顺序同步逻辑，或者在子线程执行完成后由主线程统一按顺序输出结果

主文件代码 #

#include "common.h" // 内含pthread_mutex_t lock;
#include "threadwork.c"

void *thread_work(void *arg);

int main(void) {
    int workers;
    pthread_t *thread;
    struct thread_data *thread_array;
    
    // 修正scanf传参错误，加取地址符&
    scanf("%d", &workers);
    // 按需分配线程ID数组和参数数组的空间
    thread = malloc(sizeof(pthread_t) * workers);
    thread_array = malloc(sizeof(struct thread_data) * workers);
    
    if(pthread_mutex_init(&lock, NULL)!=0) {
        printf("\n mutex init failed\n");
        return 1;
    }

    for(int i = 0; i < workers; i++){
        // 给第i个线程的独立参数结构体赋值
        thread_array[i].offset = i;
        // 传入第i个独立参数结构体的地址
        int thread_id = pthread_create(&thread[i], NULL, thread_work, &thread_array[i]);
        if(thread_id == -1){
            perror("fehler bei thread_id");      
        }
    }

    for(int i = 0; i < workers; i++){
        pthread_join(thread[i], NULL);
    }
    
    // 释放资源
    free(thread);
    free(thread_array);
    pthread_mutex_destroy(&lock);
    return 0;
}

threadwork文件代码 #

void *thread_work(void *arg){
    struct thread_data *rec_data = (struct thread_data *) arg;
    pthread_mutex_lock(&lock);
    // 此处打印的数值不会再重复，但输出顺序仍可能随线程调度随机
    printf("%d\n", rec_data->offset);
    pthread_mutex_unlock(&lock);
    return (void*)NULL;
};

内容的提问来源于stack exchange，提问作者need_help_1234